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172Vol.17
卷第期兰州石化职业技术学院学报
20176JournalofLanzhouPetrochemicalCollegeofTechnologyJun.,2017
年月
文章编号：1671-4067(2017)02-0020-03
一种单片机控制的超声波定向驱捕害虫智能系统设计
张化平，王瑾陈琛
ab
(兰州石化职业技术学院a.机械工程学院；.电子电气工程学院，甘肃兰州730060)
摘要：设计了一种利用太阳能为能源、纯物理驱捕田间害虫的系统，实现了全自动全天候
的工作，利用超声波驱虫和黑光灯诱虫技术，达到绿色灭虫的目的。并针对空气对机械
波的阻碍作用，造成声波在空气中随距离而减弱的问题，利用声波定向技术，使机械波在
额定的功率下传播的更远。
关键词：超声波；驱虫；声波定向技术;单片机控制
中图分类号：475文献标识码
S：A
目前，在国内外解决田间害虫的方法大多都用范围，可让昆虫的听觉神经感到不适应[]，就如我
化学农药，但农药的使用是把双刃剑，它不光能防治们人类听到噪音一样，力求避开那一区域，昆虫也只
农田间的病虫害，还能污染环境。据了解，人类在田有逃逸出声波范围。超声波驱虫系统就是利用单片
间对农药的利用率只有10%[1]，剩余的90%都是通机控制，将通过间隔性的产生的不同频率的电磁波，
过各种渠道去污染我们赖以生存的环境。通过功放，将信号放大，传至喇叭转换为机械波，将
基于以上原因，我们既要对环境少污染，又要对声音传播到空间。原理如图1所示。
害虫防治有效，所以只能利用物理防虫的办法。但
现在市面上能见到的大多为太阳能物理杀虫灯，利
用害虫的趋光波特性，诱导害虫扑灯并杀死，达到杀图1超声波驱虫原理图
灭害虫、控制虫害的目的。该种装置是可用于大田
防治，同时也可作为害虫测报工具。但此种装置只2声波定向技术
能是晚上诱捕害虫，白天却起不到防治害虫的目的。
大多数害虫是随着空气中气流的流动而迁移超声波是机械波，在空气中传播就会有损耗。
的，所以晚上的灯光诱杀只能防治晚上迁移的害虫。声波定向发射，即声波辐射表现出一定的指向性。
那到白天如何物理防治害虫呢？黑光灯把害虫诱导传统的扬声器，虽然在正面我们听到的声音最大，但
过来，又如何有效杀死？我们有必要研制这类设备。在扬声器的后面或侧面都能听到声音，这说明声波
是向四周传播的，没有强指向性，所以扬声器的音量
1超声波驱虫原理随距离下降显著，与传播的距离平方成反比。我们
在声波驱虫的理论基础上，利用线性声学中的干涉
通过对昆虫听觉系统的研究，其电生理数据表
效应，研究声阵列技术及其指向性，从而实现声波定
明，大多数昆虫听觉感受器进化出的最佳调谐频率
向。根据相干波的原理，阵列中的声源辐射会出现
范围是2〜50kHz。如果超出昆虫的最佳调谐
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